JP4007200B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵軸に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサを2系統備え、2系統のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき電動モータを駆動し、その駆動力により操舵補助を行なう電動パワーステアリング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両に装備される電動パワーステアリング装置は、車両の操舵力を電動モータにより補助するものであり、これは、操舵部材(操舵輪)と操舵軸とが連結された舵取機構に、操舵部材に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、舵取機構の動作を補助する操舵補助用の電動モータとを設け、トルクセンサが検出した操舵トルクに応じた操舵補助力を得られるように、電動モータを駆動させることにより、操舵部材への操作力を軽減するように構成してある。また、車両の高速走行時に、操舵部材への操作力が軽くなり過ぎないように、車速に応じた操舵補助力を得られるようになっている。
【0003】
【特許文献1】
特公平6−9973号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の電動パワーステアリング装置では、トルクセンサを2系統設けておき、両系統の検出値が異なる値を示したとき、トルクセンサが異常であると判定しているが、何れの検出値が正しいかは判定出来ない為、異常であると判定したときは、操舵補助を停止している。その為、トルクセンサに異常が発生したときは、急にハンドルが重くなるという問題があった。
特許文献1には、トルクセンサの第1及び第2の変位対電気信号の偏差が所定値以上になると、コントロールユニットが異常と判定して、モータの電流と電磁クラッチの印加電圧とを遮断するモータ駆動式パワーステアリング制御装置が開示されている。
【0005】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、トルクセンサに異常が発生したときに、操舵トルクが急変することがない電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材に連結された入力軸と舵取機構に連結された出力軸とを連結する連結部材を含む操舵軸と、該操舵軸に加わる操舵トルクを検出する2系統のトルクセンサと、該2系統のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき駆動される電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記出力軸に伝える減速機構と、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段とを備える電動パワーステアリング装置において、前記操舵輪の回転角を検出する操舵輪回転角検出手段と、前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記異常検出手段が異常を検出したときに、前記操舵輪回転角検出手段が検出した回転角、前記モータ回転角検出手段が検出した回転角、前記連結部材のばね定数及び前記減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出する算出手段と、該算出手段が算出した操舵トルクが前記2系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定する判定手段とを備え、前記異常検出手段が異常を検出した以後は、前記判定手段が近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動すべくなしてあることを特徴とする。
【0007】
この電動パワーステアリング装置では、異常検出手段がトルクセンサの異常を検出したときに、操舵部材の回転角、電動モータの回転角、連結部材のばね定数及び減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出し、その算出した操舵トルクが2系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定して、トルクセンサの異常を検出した以後は、近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、電動モータを駆動する。
これにより、トルクセンサに異常が発生したときに、操舵トルクが急変することがない電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【0008】
第2発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材に連結された入力軸と舵取機構に連結された出力軸とを連結する連結部材を含む操舵軸と、該操舵軸に加わる操舵トルクを検出する2系統のトルクセンサと、該2系統のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき駆動される電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記出力軸に伝える減速機構と、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段とを備える電動パワーステアリング装置において、前記操舵輪の回転角を検出する操舵輪回転角検出手段と、前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記異常検出手段が異常を検出したときに、前記操舵輪回転角検出手段が検出した回転角、前記モータ回転角検出手段が検出した回転角、前記連結部材のばね定数及び前記減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出する算出手段と、該算出手段が算出した操舵トルクが前記2系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定する判定手段とを備え、前記異常検出手段が異常を検出した以後は、前記判定手段が近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動しながら、該電動モータの駆動力を漸減させ、停止すべくなしてあることを特徴とする。
【0009】
この電動パワーステアリング装置では、異常検出手段がトルクセンサの異常を検出したときに、操舵部材の回転角、電動モータの回転角、連結部材のばね定数及び減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出し、その算出した操舵トルクが2系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定して、トルクセンサの異常を検出した以後は、近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、電動モータを駆動しながら、その駆動力を漸減させて停止する。
これにより、トルクセンサに異常が発生したときに、操舵トルクを急変させることなく停止する電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の構成を示す模式図であり、図2は、この電動パワーステアリング装置の実施の形態の構成を示す縦断面図である。この電動パワーステアリング装置は、例えば舵取りの為の操舵輪7(操舵部材)と、操舵輪7の操舵に応じて駆動される操舵補助用の電動モータ1と、電動モータ1の回転を減速歯車機構2を介して舵取機構3,3に伝える伝動手段4と、電動モータ1の駆動回路5を制御する制御部6とを備えている。
【0011】
操舵輪7には、その回転角を検出する操舵輪回転角センサ17(操舵輪回転角検出手段)が設けられ、操舵輪回転角センサ17が検出した回転角は制御部6に与えられる。
電動モータ1には、その回転角を検出するレゾルバ等のモータ回転角センサ18(モータ回転角検出手段)が設けられ、モータ回転角センサ18が検出した回転角は制御部6に与えられる。
【0012】
操舵輪7は、入力軸16に連結されている。
伝動手段4は、入力軸16にトーションバー8(連結部材)を介して連結される出力軸9と、出力軸9にユニバーサルジョイント等の連結軸10を介して連結されるピニオン軸11と、ピニオン軸11のピニオンに噛合するラック歯を有し、左右の操向輪A,Aに舵取機構3,3を介して連結されるラック軸12とを備えている。入力軸16及び伝動手段4は操舵軸19を構成している。
【0013】
入力軸16の周りには、操舵輪7を操作することにより入力軸16に加わる操舵トルクを、トーションバー8に生じる捩れによって検出する2系統からなるトルクセンサ13が配置されており、2系統からなるトルクセンサ13がそれぞれ検出した操舵トルクに基づいて、制御部6が駆動回路5を制御するように構成してある。
減速歯車機構2(減速機構)は、電動モータ1の出力軸に繋がるウォーム14と、出力軸9の途中に嵌合されるウォームホイール15とを備えており、電動モータ1の回転をウォーム14及ウォームホイール15から出力軸9に伝達するように構成してある。
【0014】
このような構成の電動パワーステアリング装置では、操舵輪7の操作による舵取り操作力を入力軸16、トーションバー8、出力軸9、連結軸10、及びピニオン軸11を介してラック軸12に伝達し、ラック軸12を軸長方向へ移動させ、舵取機構3,3を作動させる。また、それと共に、トルクセンサ13が検出した操舵トルクに基づき、制御部6が駆動回路5を制御して電動モータ1を駆動し、電動モータ1の駆動力を出力軸9に伝達することにより、舵取り操作力を補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減する。
【0015】
以下に、この電動パワーステアリング装置のトルクセンサの異常を検出するときの動作を、それを示す図3のフローチャートを参照しながら説明する。
制御部6は、先ず、フラグF1が1であるか否かを判定し(S2)、1でなければ、フラグF2が1であるか否かを判定する(S4)。
制御部6は、フラグF2が1でなければ(S4)、2系統あるトルクセンサ13がそれぞれ検出した操舵トルク信号T1,T2を読み込み(S6)、操舵トルク信号T1,T2の差の絶対値が所定値以上であるか否かを判定する(S8)。
尚、フラグF1,F2は、電動パワーステアリング装置の起動時に初期設定され、0になっているものとする。
【0016】
制御部6は、操舵トルク信号T1,T2の差の絶対値が所定値以上であれば(S8)、操舵輪回転角センサ17が検出した回転角A1、モータ回転角センサ18が検出した回転角A2、トーションバーのばね定数K及び減速歯車機構2の減速比Nに基づき、次式により操舵トルク値Tcalを算出する(S10)。
Tcal=K×(A1−(A2/N))
【0017】
制御部6は、次に、操舵トルク信号T1,T2と算出した操舵トルク値Tcalとの各差の絶対値の何れが大きいかを判定し(S12)、操舵トルク信号T1と操舵トルク値Tcalとの差の方が大きければ、フラグF2を1とする(S14、フラグF2を立てる)。次いで、操舵トルク信号T2に基づき、電動モータ1を駆動しながら、その駆動力を漸減させて(S16)リターンし、徐々に操舵補助を停止する。
制御部6は、操舵トルク信号T2と操舵トルク値Tcalとの差の方が大きければ(S12)、フラグF1を1として(S18、フラグF1を立て)、操舵トルク信号T1に基づき、電動モータ1を駆動しながら、その駆動力を漸減させて(S20)リターンし、徐々に操舵補助を停止する。
【0018】
制御部6は、フラグF1が1であれば(S2)、操舵トルク信号T1に基づき、電動モータ1を駆動しながら、その駆動力を漸減させて(S20)リターンし、徐々に操舵補助を停止する。
制御部6は、フラグF2が1であれば(S4)、操舵トルク信号T2に基づき、電動モータ1を駆動しながら、その駆動力を漸減させて(S16)リターンし、徐々に操舵補助を停止する。
【0019】
制御部6は、操舵トルク信号T1,T2の差の絶対値が所定値以上でなければ(S8)リターンし、通常の操舵補助を行なう。
尚、この実施の形態では、トルクセンサ13の異常時に、算出した操舵トルク値Tcalに近かった方の操舵トルク信号に基づき、電動モータ1を駆動しながら、その駆動力を漸減させ、徐々に操舵補助を停止しているが、その駆動力を漸減させずに、操舵補助を続行するようにしても良い。
【0020】
【発明の効果】
第1発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、トルクセンサに異常が発生したときに、操舵トルクが急変することがない電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【0021】
第2発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、トルクセンサに異常が発生したときに、操舵トルクを急変させることなく停止する電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の構成を示す模式図である。
【図2】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の構成を示す縦断面図である。
【図3】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 電動モータ
2 減速歯車機構(減速機構)
3 舵取機構
6 制御部(異常検出手段、算出手段、判定手段)
7 操舵輪(操舵部材)
8 トーションバー(連結部材)
9 出力軸
13 トルクセンサ
16 入力軸
17 操舵輪回転角センサ(操舵輪回転角検出手段)
18 モータ回転角センサ(モータ回転角検出手段)
19 操舵軸
Claims (2)
- 操舵部材に連結された入力軸と舵取機構に連結された出力軸とを連結する連結部材を含む操舵軸と、該操舵軸に加わる操舵トルクを検出する2系統のトルクセンサと、該2系統のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき駆動される電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記出力軸に伝える減速機構と、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記操舵輪の回転角を検出する操舵輪回転角検出手段と、前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記異常検出手段が異常を検出したときに、前記操舵輪回転角検出手段が検出した回転角、前記モータ回転角検出手段が検出した回転角、前記連結部材のばね定数及び前記減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出する算出手段と、該算出手段が算出した操舵トルクが前記2系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定する判定手段とを備え、前記異常検出手段が異常を検出した以後は、前記判定手段が近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動すべくなしてあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 操舵部材に連結された入力軸と舵取機構に連結された出力軸とを連結する連結部材を含む操舵軸と、該操舵軸に加わる操舵トルクを検出する2系統のトルクセンサと、該2系統のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき駆動される電動モータと、該電動モータの回転を減速して前記出力軸に伝える減速機構と、前記トルクセンサの異常を検出する異常検出手段とを備える電動パワーステアリング装置において、
前記操舵輪の回転角を検出する操舵輪回転角検出手段と、前記電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記異常検出手段が異常を検出したときに、前記操舵輪回転角検出手段が検出した回転角、前記モータ回転角検出手段が検出した回転角、前記連結部材のばね定数及び前記減速機構の減速比に基づき操舵トルクを算出する算出手段と、該算出手段が算出した操舵トルクが前記2系統のトルクサンサが検出した操舵トルクの何れに近いかを判定する判定手段とを備え、前記異常検出手段が異常を検出した以後は、前記判定手段が近いと判定した方のトルクセンサが検出した操舵トルクに基づき、前記電動モータを駆動しながら、該電動モータの駆動力を漸減させ、停止すべくなしてあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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